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配电管理系统DMS
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摘 要 针对目前配电网存在的自动化程度水平低、运行管理手段落后等制约用电快速发展的问题,指出应用配电管理系统是一种较好的解决策略;分析了配电管理系统的工作原理及各主要模块功能,结合长沙地区配电管理系统的实施情况及有关统计数字,说明配电管理系统在湖南电力系统中运用的必要性及其广阔前景。
关键词 DMS 配电 调度 自动化

0 概 述  
  配电管理系统DMS(Distribution ManagementSystem)是近年来配电系统(110 kV及以下)发展的新课题。它由一个开放式网络基础平台和运行在该平台之上的多个相对独立的应用子系统组成。基础平台提供系统运行所需的硬件环境和操作系统以及与其它系统的接口服务;应用子系统由实时控制、配电网络分析以及在研究生态环境下用于规划目的的若干功能模块组成。所有这些功能模块彼此之间既相互联系又相对独立,可以随着逐步发展的配电网络的运行要求而不断扩充或改变。DMS提供各种专业功能,帮助调度员增强对配电网的管理、提高配电网运行的自动化程度。它包括:配电网监控和数据采集SCADA、配电网自动化DA、控制室管理、故障投诉电话管理TCM以及各种高级应用软件。

1 配电管理现状  
  目前,大多数配电管理部门实际上还是手动操作,即手动处理故障呼叫、地理图定位、工作命令及其他与配电有关的功能操作。在上述某些功能已实现自动化的电力企业中,也只是应用孤立系统零碎地进行处理,仍需调度员与户外工作人员用电话联络协调所有操作。
  这种情况下,当设备发生故障或退出运行时,调度员往往因无随手可查的电网修正信息,而需对布满标记、不够精确的图纸或其他文字资料进行信息搜索、定位,这种零碎、延迟和模糊的信息,使得恢复供电往往要花数小时以上,直接导致时间延误和工作效率低下。例如,当联有多个用户的树枝状配电线路发生永久性故障时(不论是配电干线还是用户分支),首先须派出查线小分队沿线查找到故障点后用电话通知调度中心,再由调度员下令断开最近的连接点,才可能恢复对该配电线路非故障部分的正常供电。这样,一方面事故地点难以及时准确定位,另一方面因人员限制不能同时处理多个故障,结果是恢复供电时间长,用户蒙受损失。若遇上恶劣气候,则恢复时间还要延长。

2 DMS工作原理
2.1 模块示意图
  配电管理系统以SCADA及能量管理系统EMS信息为基础,以配电自动化(DA)为核心,由多个相对独立的应用子模块组成,见图1。
  

2.2 数据流程方框示意图
  配电管理中心与各变电站和配电终端利用通讯传输实时数据。另外,可根据需要配备流动工作站,以便维(护)操(作)小分队随时与调度中心联络,见图2。


3 DMS主要内容
3.1 配电网数据采集和监控SCADA
  配电网SCADA是配电网的监控和实时信息获取系统。它对配电网络进行实时数据采集、网络监控,并对网络中所发生的事件进行顺序记录和报警处理;具有数据存档及历史报表、网络计算等功能;它涉及到大量的数据,同时也需根据系统的变更实行动态管理,以便与不断变化的网络及其元件的实际状态保持一致。
3.2 配电网自动化DA
3.2.1 变电站综合自动化系统。该系统可实现:开关的远方控制、保护定值的远方调整、远方和就地操作控制的相互切换、变电站数据的采集、预处理和链接、自动电压无功控制以及变电站事件顺序记录SOE、自诊断监视、通讯等各项功能。一套完整的变电站综合自动化系统,除在各控制单元保留紧急手动操作跳、合闸的手段外,全部的控制、监视、测量和报警功能均可通过计算机监控系统远方操作完成,变电站无须另设常规远动设备,监控系统就能完全满足遥信、遥测、遥控、遥调的“四遥”功能以达到无人值班的要求。所有的控制、保护、测量和告警等模拟信号,均可在就地单元内处理成数据信号,经通讯线传输至调度端的监控计算机。
3.2.2 馈线自动化
  包括馈线开关设备的远程控制、配电网络状态的监控测量、含有馈线自动化软件的网络控制系统及其通讯。这里的馈线主要是指10 kV电压等级的联络线(亦称环网线)。根据供电方(电业局或供电局)对线路的地理条件和供电性质的综合考虑,将联络线分成若干段,在分段点处安装柱上负荷开关(配电终端)。这种开关可远方电动控制,也可就地手动控制,其中可按需要安装电流或电压传感器,并配置远程监测和控制单元对开关进行监控。信号传输可选择不同通讯方式,如载波、微波、电话线、光纤等,以实现各配电终端与调度中心的联络。
  当线路发生故障时,保护动作切除故障配电线路,安装在柱上的配电终端将测量的电流、电压量传输至调度端,配网控制中心则通过软件自动地分析各点送来的测量量判断故障点,帮助调度员在进行故障隔离的同时,恢复未故障部分的供电,通常不须另派人员进行故障查找,又可同时处理多处故障,从而达到缩短停电时间、降低运行成本、提高供电率和工作效率、优质服务用户的目的。
3.2.3 需方管理。可实现负荷测量与控制、远方读表及电能计费等功能,峰谷电价的分时计费还可促使工业大用户避开高峰用电,以减轻对电网的压力,提高电网运行的经济效益。
3.3 控制室管理
  控制室管理是运行管理中的一项核心内容。它具有全图形人机界面,根据采集到的各项数据分析计算,进行动态网络着色与线路追踪。控制室管理还包括自动绘图及设备管理、准确的地理信息资料管理、工作票管理(如开关检修计划、核查、确认和执行)以及客户资料管理等,并对网络中所有发生的事件进行顺序记录,保留一定时期的历史数据存档和报表。这些功能对于配网调度员的日常运行工作和紧急事故处理都有极大帮助,可以提高工作效率,减少停电时间,增强供电可靠性。
3.4 故障电话投诉管理TCM
  故障电话投诉管理TCM对各类故障投诉电话进行登记管理,一方面依据处理情况自动编写故障处理报告供调度员查询,对未能及时处理的投诉电话备案在册,定时呼唤处理直至恢复供电;另一方面与相关信息管理系统相结合,加强与用户的沟通,取得用户的理解、依赖与支持。
3.5 高级应用软件
  高级应用软件依据供电方的需要开发,包括负荷建模和负荷校准、负荷预报、网损最小化、网络优化、企业资讯管理、网络规划等。
 
4 DMS小结
  当今,国民经济飞速发展对电力的需求日益增长,这给本已运行容量裕度不够的电力系统增加了巨大的压力。面对今天的挑战,有效的解决办法是最优化地利用现有资源和先进的运行管理模式来响应各种复杂的问题。配电管理系统便是提高配电自动化程度、降低运行成本和改进服务质量的一个较好策略。
4.1 运行操作直观
  它在单线图上结合地理图显示电网的实时状态数据,动态着色以突出实时变化,在线数据更新使系统和现实建设及维护性能一致;允许调度员在单线图或地理图上控制断路器;支持远方故障定位、故障隔离和恢复供电;能通过在线电网计算结合以研究模式作的电网计算辅助进行电网规划,提供决策参考。
4.2 高效电网管理
  快速故障隔离和恢复供电,DMS可以帮助电网管理者减小故障的影响范围和减少因停电而损失的电量,同时降低依赖可靠电力供应进行重要工艺过程的用户因停电而造成的经济损失;供电可靠性的增加,DMS能使调度员随时追踪变压器和配电线路的负载,帮助调度员有效地协调配电网内负荷的合理分布,改善电网元件的工作状况,延长其使用寿命;运行操作自动化程度的提高,DMS能为变电站实现无人值班提供物质基础,同时可降低对人工寻查故障点的依赖,直接减轻了外线人员的劳动强度。

5 长沙地区电网DMS简介  
  长沙电业局已建成地区电网调度系统、管理信息系统、负荷管理系统、多媒体供用电管理信息系统以及通信主网络等自动化系统。但正如本文前面所言,这些自动化系统之间缺乏高效、有机的联系,彼此几乎没有信息共享。面对日益发展的地区电网和不断增长的城乡工农业生产、居民生活用电需要,长沙电业局在湖南省电力公司的大力支持下,已着手对长沙市区配电网及相关的长沙地区电网实施DMS。其中的配电自动化试点区域拟将13个110 kV变电站两两相连,实现50条互联配电馈线的自动化。每条配电馈线的互取模式如图3。


    假设FA1用户支路发生永久故障,保护正确动作跳开CB1(设CB1供电,CB2备用),FA1,FA2,FA3用户均失去供电,此时DA系统根据馈线终端FTU传送的该线路遥测量等实时数据和EMS系统故障信息自动进行故障检测和定位,而用户的故障投诉电话则可作为调度员的参考。故障一旦被定位,DA系统可利用该信息根据调度员预先建立的判据选择合理的故障隔离点将故障自动隔离(本例中断开FA1即可),随后,对已停电的非故障部分,自动推出可能的转供方案,调度员一旦确认,DA自动将其恢复供电(本例中合上CB2即可恢复对FA2,FA3用户的供电)。
  整个过程包括一系列的分析、提示和推荐切换程序,防范可能导致的线路过载及不能接受的低电压等情形。所有操作均通过远方遥控进行,不受天气影响,且可同时处理多处故障,从而最大限度地缩短停电时间和减少用户损失。
  另外,像停电预报、用电问题解答等信息通过TCM及现有多媒体供用电管理信息系统可与相关用户及时沟通,以达到优质服务用户和建立良好电力企业形象之目的。

6 结 语  
  配电管理系统DMS是一种新型、有效且可靠的配电网络管理策略。根据芬兰电力公司对应用配电自动化管理及相关专业产品后所进行的比较可知,实行配网自动化后恢复供电所需的时间是未实行前的1/14,因停电而受影响用户的范围缩小为原来的1/2.7。
  为提高配电网供电的可靠性,实现配电网低损耗运行,提高供电质量,改善对用户的服务,帮助企业规范系统的安全生产和设备管理,完成2000年指标(电压合格率>95%,供电可靠性≥99.9%,线损率≤7.8%,城市变电站无人值班比例>70%),可以提供更好配电系统安全可靠性和经济性的DMS  系统必将得到广阔的应用。

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作者:未知 点击:5856次 [打印] [关闭] [返回顶部]
本文标签:配电管理系统DMS
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